ChMER:一个外骨机器人,带有基于对脑儿童的合规启动的活体体重支步行器
Yuantao Ding1, Zhengtao Wang1, Peizhong Yang1
1The State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|March 14, 2025
概括
这项研究为患有脑 (CP) 的幼儿引入了一种符合下肢外骨架机器人,通过先进的活体体重支持 (BWS) 实现更安全,更有效的早期康复. 这种新的设计确保了稳定的行走和可适应的支持,以改善治疗结果.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物医学工程 生物医学工程
- 儿科康复儿童康复中心
背景情况:
- 早期康复对于患有脑 (CP) 的幼儿至关重要.
- 现有的儿科外骨往往缺乏合规性,原因是刚性启动和被动体重支 (BWS).
- 安全性和平衡支持是儿科外骨设计中的关键考虑因素.
研究的目的:
- 为患有CP的3-6岁儿童提出一种新的移动外骨机器人.
- 为增强康复开发一个内在兼容的执行系统.
- 整合一个活跃的BWS系统,以提高安全性和有效性.
主要方法:
- 设计了一个紧的动力链,集成了一个外骨架,活跃的BWS和步行器.
- 为稳定的被动和符合主动康复提供优化启动.
- 实现了几乎直接的驱动装置,以实现高机械合规性,并为高扭矩实现行星减速器.
- 利用自感传感用于辅助扭矩控制.
- 对于活跃的BWS系统,采用了一系列弹性执行器.
主要成果:
- 开发的机器人在被动康复模式下表现出稳定的行走能力.
- 在积极康复期间,机器人提供了高度的合规性.
- 活跃的BWS系统准确地产生了支持力,波动减少.
- 成功实施和验证了被动和积极康复的控制框架.
- 实验结果证实了机器人支持安全和合规康复的能力.
结论:
- 这种新型符合规范的外骨机器人为患有脑的儿童早期康复提供了有前途的解决方案.
- 集成的活跃BWS和合规的启动系统提高了安全性和治疗效率.
- 这项技术有可能显著改善年轻CP患者的康复结果.
